一种抽水蓄能机组事故后备跳闸保护装置的制作方法

本实用新型涉及故障保护装置研究领域，特别涉及一种抽水蓄能机组事故后备跳闸保护装置。

背景技术：

抽水蓄能机组是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电，涉及的自动化元件较多，运行工况复杂，监控对象多，对安全运行有很高要求。为此，需要在机组运行过程中对其进行实时监控，一旦发生严重故障时尽快将机组安全停运，以避免事故的扩大。

目前，抽水蓄能机组跳闸保护功能主要由机组现地控制单元主控制器通过执行跳闸流程实现。为了增加跳闸保护动作的可靠性，除了由机组主控制器执行跳闸保护功能外，一般还会额外设置机组事故后备跳闸保护硬布线回路，包括跳闸信号输入中间继电器、跳闸动作继电器、跳闸动作后设备操作回路等。

但采用纯继电器回路实现事故后备跳闸保护功能存在两点弊端：一是纯继电器回路容易误动或拒动，可靠性不高，维护工作量大；二是纯继电器回路不容易增加新的控制逻辑与功能，扩展性和灵活性不强。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种抽水蓄能机组事故后备跳闸保护装置，该装置作为机组主跳闸保护装置的后备，能够在现有保护装置的基础上进一步保障机组的安全。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种抽水蓄能机组事故后备跳闸保护装置，包括控制器，以及分别与其相连的第一机组功率测量模块、第二机组功率测量模块、机组测速传感器，第一和第二机组功率测量模块均与外部电压互感器、电流互感器相连，用于测量机组功率以便于后面判断是否达到发电机出口开关断开允许功率值；机组测速传感器用于探测机组转子的转速以便于后面判断是否达到发电机出口开关断开允许转速值；所述控制器包括CPU模块，以及分别与CPU模块相连的网络通信模块、测速模块、信号输入模块、信号输出模块，网络通信模块的输入端与第一机组功率测量模块、第二机组功率测量模块及外部机组事故主跳闸保护装置相连，测速模块的输入端与机组测速传感器相连，信号输入模块的输入端与外部输入信号相连，信号输出模块的输出端与外部执行主体相连。本实用新型通过在主跳闸保护装置后设置后备跳闸保护装置，可以双重保护机组的安全运行。

优选的，所述机组测速传感器采用电涡流接近式传感器。这种传感器可在机组转动时，探测转子齿盘凹凸部分的电压变化，产生相应的电压脉冲信号，通过硬布线传送给控制器中的测速模块。

优选的，所述控制器中的各个模块之间通过控制器底板插槽或模块间U形连接器连接。

优选的，所述外部执行主体包括发电机出口开关、励磁装置、调速器、调速器紧停阀、进水阀、进水阀紧停阀等。

更进一步的，所述抽水蓄能机组事故后备跳闸保护装置还包括报警器，报警器与信号输出模块相连。

更进一步的，所述抽水蓄能机组事故后备跳闸保护装置还包括显示器，显示器与信号输出模块相连。

优选的，所述信号输入模块配置有与所需输入信号数量相匹配的开关量输入通道，用于负责接收各个输入信号。

优选的，所述信号输出模块配置有与所需输出信号数量相匹配的开关量输出通道，用于负责发出各个输出信号。

优选的，所述第一机组功率测量模块、第二机组功率测量模块、网络通信模块均设有网络通信接口，以网络通信方式进行数据传输。

更进一步的，所述网络通信模块采用工业以太网通信协议。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、通过在现有主跳闸保护装置后设置本实用新型所述后备跳闸保护装置，可以在主跳闸保护装置发生故障时，仍能对机组实现跳闸保护，或者在主跳闸保护装置执行主要部件的跳闸保护同时，承担次要执行部件的跳闸保护工作，进一步保障机组的稳定安全运行。

2、相比传统设计中设置的机组事故后备跳闸保护硬布线回路，本实用新型方便增加新的控制逻辑与功能，扩展性和灵活性强，可靠性高，维护工作量小。

3、本实用新型配置了冗余的机组功率测量模块，能独立判断机组跳闸时的功率情况，以便在机组功率下降到设定值时向发电机出口开关发出断开指令。

4、本实用新型配置了机组转速测量模块，能独立判断机组跳闸时的转速情况，以便在机组转速低于设定值时不向发电机出口开关发出断开指令。

5、本实用新型配置了网络通信模块，能通过工业以太网与其它联网设备进行数据通信，方便各种状态及报警信息的共享与逻辑组合判断。

6、本实用新型中信号输出模块还分别连接报警器和显示器，可对跳闸保护的过程进行实时监控，对出现的意外情况进行及时报警。

附图说明

图1是本实施例装置的结构示意图。

图2是本实施例装置工作中信号走向示例图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，本实施例一种抽水蓄能机组事故后备跳闸保护装置，包括控制器，以及分别与其相连的第一机组功率测量模块、第二机组功率测量模块、机组测速传感器，第一和第二机组功率测量模块均与外部电压互感器、电流互感器相连，用于测量机组功率以便于后面判断当前功率是否达到发电机出口开关断开允许功率值；机组测速传感器用于探测机组转子的转速以便于后面判断当前转速是否达到发电机出口开关断开允许转速值；所述控制器包括CPU模块，以及分别与CPU模块相连的网络通信模块、测速模块、信号输入模块、信号输出模块，各个模块之间通过控制器底板插槽或模块间U形连接器连接。网络通信模块的输入端与第一机组功率测量模块、第二机组功率测量模块及外部机组事故主跳闸保护装置相连，测速模块的输入端与机组测速传感器相连，信号输入模块的输入端与外部输入信号相连，信号输出模块的输出端与外部执行主体相连。本实施例中的外部执行主体具体包括发电机出口开关、励磁装置、调速器、调速器紧停阀、进水阀、进水阀紧停阀、报警器、显示器等。其工作中信号走向参见图2。

本实施例中，CPU模块是机组事故后备跳闸保护装置的核心，负责进行事故跳闸信号判断及逻辑处理。

本实施例中，第一机组功率测量模块、第二机组功率测量模块均具有网络通信接口，在接收外部电压互感器和电流互感器传送过来的电压和电流信号后，计算得到机组当前有功功率和无功功率，并通过网络通信接口发送给控制器。信号输入模块处配置有与所需输入信号数量相匹配的开关量输入通道，各个通道分别用于接收输入信号，实际应用中，输入信号可为机组跳闸触发信号、发电机出口开关位置信号、机组事故跳闸复归信号及其它所需的输入信号，这里不再赘述。同样的，本实施例中信号输出模块处配置有与所需输出信号数量相匹配的开关量输出通道，各个通道分别用于发送输出信号，实际应用中，输出信号可为断开发电机出口开关(线圈I)命令、断开发电机出口开关(线圈II)命令、停励磁装置命令输出、跳励磁装置命令、停止调速器命令、关闭调速器紧停阀命令、关闭进水阀命令、关闭进水阀紧停阀命令，并输出机组事故跳闸信号、装置故障报警信号及其它需要输出的信号，这里不再赘述。

本实施例中，机组测速传感器配置1个，采用电涡流接近式传感器，通过探测机组转动时转子齿盘凹凸部分的电压变化，产生相应的电压脉冲信号，通过硬布线传送给控制器中的测速模块，测速模块负责接收机组测速传感器发送过来的电压脉冲信号，通过判断接收到的电压脉冲数量计算机组实时转速。

本实施例中，网络通信模块采用工业以太网通信协议，负责与两台机组功率测量模块及外部机组事故主跳闸保护装置进行数据交换。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。